ظرفیت های بالقوه بازار بزرگ نانومواد

به زودی تولید نانومواد و نانوذرات به تجارتی بزرگ برای سازندگان مواد شیمیایی تبدیل می شود این در حالی است كه بسیاری از كاربردهایی كه در نانوفناوری مولكولی مطرح می باشد فاصله زیادی تا رسیدن به بازار دارند, اما مواد شامل نانوذرات را هم اكنون نیز می توان در محصولات تجاری پیدا نمود

سه شاخه تجارت نانومواد: نانورس، اكسیدها و فلزات نانومقیاس و نانولوله‌های كربنی. از بین این سه بخش، جاافتاده‌ترین بازار مربوط به نانورس‌ها می‌شود كه در مواد كامپوزیتی به‌كار می‌روند و نوعاً شركت‌هایی كه به‌طور مجتمع در زمینه مواد خام كار می‌كنند در این زمینه فعالیت دارند؛ شركت‌هایی از قبیل Nanocor، Rock wood Specialteis ا و نیز شركت Sad –Chemie.

تلاش‌هایی كه در زمینه‌تجاری‌سازی نانومواد صورت می‌گیرد بسیار پیشرفته است و مواد كامپوزیتی كه دارای نانورس می‌باشند هم اكنون در كاربردهایی چون اتو كامپوزیت‌ها (auto Composites) و بسته بندی(barrier Packaging) به‌كار می‌رود.

بازار اكسیدهای نانومقیاس كه به سرعت در حال گسترش است رقابتی را میان تولیدكنندگان اكسیدهای متصاعد شده (Fumed Oxides) ایجاد كرده و البته در عین حال می‌توانند زمینه‌ای برای شركت‌های تازه كار هم به حساب آیند. بازار اكسیدهای نانومقیاس در كوتاه‌مدت بالاترین ظرفیت را به خود اختصاص خواهند داد. این ظرفیت‌ها علاوه بر آنكه كالاهایی از قبیل اكسیدروی نانومقیاس مصرفی در كرم‌های ضدآفتاب و پوشش‌های شیشه‌ای ضدخش را دربر دارد، زمینه‌ای برای ظهور كاربردهای جدید در حال توسعه‌ای است كه با استفاده از خواص جدید نانومواد به‌وجود می‌آیند.

پل هلیستر، مدیر تحقیقات CMP Cientifica مادرید، در این باره می‌گوید: "مواد در مقیاس‌نانو رفتار متفاوتی دارند. استفاده از نانوذرات در مواد كامپوزیتی می‌تواند سبب افزایش استحكام و كاهش وزن آنها گردد، مقاومت شیمیایی و حرارتی آنها را افزایش داده و بر هم كنش آنها با نور و دیگر تابش‌ها را هم تغییر دهد. پوشش‌هایی كه از نانوذرات ساخته شود می‌تواند بسیار زبر و سفت و یا بسیار لغزنده و نرم باشند یا حتی خواصی غیر عادی مانند تغییر رنگ با اعمال جریان و یا خود تمیزشوندگی هنگام بارش باران از خود نشان دهند. آنچه می‌توان گفت آن است كه بازار نانومواد هم اكنون در دسترس است حال آنكه بسیاری دیگر از كاربردهای فناوری‌نانو همچنان در دست تحقیق است و تا رسیدن به بازار فاصله دارد.

ظرفیت‌های نانومواد فرصت‌های بازار

به گفته تولیدكنندگان، نانوكامپوزیت‌های حاوی مقادیر كمی ذرات نانورسی ورقه مانند(Plate-Like)، باعث بهبود خواص گرمایی و مكانیكی در مقایسه با رزین پایه (Bade Resin) شده و عملكرد حفاظتی و ضد اشتعالی بهتری دارد بدون آنكه وزن ماده را افزایش داده و یا بر شفافیت آن تأثیر بگذارند. همچنین بر خلاف افزودنی‌های معدنی متداول، آنها با مقادیر بسیار پایین نیز كار می‌كنند. ذرات نانورسی در واقع همان شكل طبیعی اسمكتیت (Smectite) هستند كه به شكلی مناسب در پلیمرها پخش شده‌اند و این همان روشی است كه در حدود ۱۰ سال قبل ابتدا شركت تویوتا موتور آن‌را به‌كار بست.

موانع فنی

پیتر مول، رئیس شركت نانوكور(Nanocor) می‌گوید: «در حال حاضر سهم تجاری نانوكامپوزیت‌ها از بازار در حدود دو میلیون پوند برآورد می‌شود و ما رشد سریعی را برای آن پیش‌بینی می‌كنیم. نكته‌ای كه وجود دارد آن است كه ساختار ورقه مانند این نانورس‌ها، خواص حفاظتی واستحكامی را به كامپوزیت‌ها می‌بخشد كه ایجاد آن با اكسیدهای نانومقیاسی كه غالباً كروی شكل هستند امكان‌پذیر نیست. اما مهم‌ترین مانعی كه از لحاظ فنی برای این كار وجود دارد، توسعه رفتار سطحی به گونه‌ای است كه بتواند به‌جای متصل شدن به یكدیگر، این نانوذرات رسی را به پلیمرها متصل نماید.»

كار Nanocor كه با همراهی شركت Gitto Global صورت می‌گیرد، تهیه و ساخت تركیبات ضد اشتعالی است كه در جعبه‌های الكتریكی ضدحریق به‌كار می‌روند. به این منظور لازم است تا جعبه‌ای محكم ومقاوم در برابر اتصال كوتاه الكتریكی تهیه شود. استفاده از نانورس در ساخت چنین محفظه‌هایی می‌تواند استفاده از افزودنی‌های ضداشتعالی را كه در حال حاضر به‌كار می‌روند بطور قابل ملاحظه‌ای كاهش دهد. به‌علاوه آنكه به این ترتیب محصولاتی بسیار ارزان‌تر و سبك‌تر تولید خواهد شد. همچنین از دیگر كاربردهای این مواد، استفاده شركت Honeywell از آنها در تولید محافظ نایلونی- ۶ چند لایه‌ای - است كه در صنایع بسته بندی بكار می‌رود.

با تمام این احوال باید گفت نانوكامپوزیت‌ها هنوز در مراحل اولیه تولید و توسعه‌اند اگر چه این فناوری استعداد رشد قابل ملاحظه‌ای را داشته باشد و پیش‌بینی می‌شود بازار آن تا سال ۲۰۱۰ میلادی به بیش از یك میلیارد پوند برسد. به گفته جیم مورتون، از مشاوران Principia Partners ، فناوری نانوكامپوزیت‌ها در طیف وسیعی از پلیمرها، دسته‌های مختلف مواد، ترموست‌ها و الاستومرها قابل استفاده است. از دیگر كاربردها و بازارهای مطرح برای نانوكامپوزیت‌ها می‌توان به صنایع بسته‌بندی مواد غیرخوراكی و گروه دیگری از بازارهای بادوام اشاره نمود كه به استفاده از مواد نانوكامپوزیتی روی خواهند آورد.

اگر چه تولید نانورس‌ها را بیشتر شركت‌های جاافتاده و باسابقه انجام می‌دهند؛ اما شركت‌های كوچك‌تر و تازه‌كار هم در زمینه تجاری‌سازی مواد مبتنی بر نانورس‌ها فعالیت دارند.

شركت تازه‌كارInMat نوعی كامپوزیت نانورسی ورمیكولیتی (Vermiculite) را در تولید لاستیك بوتیلی -نوعی كائوچوی مصنوعی – به‌كار برده است كه شركت تولید كالاهای ورزشی ویسون (شیكاگو) از آن در تولید توپ‌های تنیس Double Core خود استفاده می‌كند. گفتنی است كه این فناوری را ابتدا Hoechst و یك شركت تولید لاستیك خودرو در سال ۱۹۹۶ ابداع کردند و در نهایت در قطعات پوششی Hoechst۰۳۹;s Herberts كه در سال ۱۹۹۹ به DUPONT فروخته شد، بكار می‌رفت. پس از آن بود كه شركت IMNAT از دوپونت جدا شده و به‌صورت یك شركت مستقل به فعالیت پرداخت. به گفته مسئولان این شركت، آنها با داشتن یك مشتری تجاری در ابتدای راه هستند اما نسبت به آینده خوشبین بوده و ظرفیت بازاری بالا و وسیعی را برای آن پیش‌بینی می‌كنند. همچنین این شركت به‌دنبال تهیه نوعی لایه‌های نانوكامپوزیتی است كه در دست‌كش‌های محافظ به‌كار می‌روند و حتی می‌توانند در تولید لاستیك خودرو كه از تولیدات اولیه این شركت بود، هم به‌كار روند.

رقابتی سخت و فشرده

شركت‌های تازه‌كار و جاافتاده در بازار اكسیدهای نانومقیاس به شدت در حال رقابت با یکدیگرند. بسیاری از شركت‌های تازه‌كار با فناوری‌های تولید اكسیدهای فلزی از روش‌های تولید پلاسمایی به این عرصه كسب وكار وارد شده‌اند. دیگر شركت‌ها با استفاده از واكنش‌های رسوبی و یا روش‌های ساده آسیاب كردن، آنها را تولید می‌كنند. شركت‌های جاافتاده و قدیمی‌تر تولیدكننده اكسیدهای كوره‌ای به سرعت به سمت تجاری‌سازی رده‌های خاصی از نانومقیاس برای رسیدن به كاربردهایی جدید حركت می‌كنند.

جیف واگا، مدیر كل نانومواد Project House در دگوسا، می‌گوید: "اخیراً هزاران تن از اكسید‌های متصاعد شونده تولید می‌شود آنها واقعاً نانومواد تجاری هستند." وی می‌افزاید: همچنین ما قصد داریم در این موج نوظهور از فرصت‌های پدید آمده در زمینه توسعهٔ مواد با توسعه اكسیدهای نانومقیاس فعلی و یا تولید محصولات جدیدی چون اكسیدهای فلزی مختلط (Mixed Metal Oxides) و كامپوزیت‌ها، سرمایه‌گذاری كنیم و بازارهای مورد نظر ما شامل كاتالیزورها، غشاهای سرامیكی، پوشش‌های رسانا، حفاظت شخصی (Personal Care) و نانوذراتی است كه در مصارف الكترونیكی به‌كار می‌روند."

به گفته میندی ریتنر، تحلیل‌گر ارشد در شركت ارتباطات كسب وكار، انتظار می‌رود بازار نانومواد با افزایشی معادل ۱۲.۸% در سال، تا سال ۲۰۰۵ به ۹۰۰ میلیون دلار برسد. در حال حاضر بیشترین كاربرد نانومواد را CMP، نوارهای ضبط مغناطیسی، كرم‌های ضدآفتاب، پایه‌‌های اتوكاتالیزور، برچسب‌های زیستی (biolabeling)، پوشش‌های رسانای الكتریسیته و فیبرهای نوری تشكیل می‌دهند. البته در این بین برخی از كاربردها از قبیل نوارهای ضبط مغناطیسی كاهش پیدا كرده؛ اما به سرعت در حال جایگزینی با كاربردهای جدید است.

ریتنر می‌گوید: "در شرایط فعلی بیشترین مواد موجود در بازار را اكسیدهای فلزی ساده‌ای چون سیلیكا، آلومینا و تیتانیك و فلزات نانومقیاس، همچنین اكسیدهای زیركونیم و سریم و نیز اكسیدهای تركیبی چون ایندیم – قلع، آنتیموان – قلع تشکیل می‌دهند و تیتانات‌ها هم در حال ورود به بازار می‌باشند. علاوه بر این مواد، انواع دیگر نانوذرات از قبیل اكسیدهای تركیبی مختلف، فلزات، نیمه‌رساناها و سرامیك‌های نانواكسیدی هم در دست تهیه‌اند و شرکت‌ها در حد آزمایشی و مقدار کم به تولید آنها پرداخته‌اند که قابل دسترسی می‌باشد.

---